TWI771793B - 用於電流型遲滯調製器的電壓控制振盪器及方法 - Google Patents

用於電流型遲滯調製器的電壓控制振盪器及方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種電壓控制振盪器(VCO)通過對與輸入回饋訊號相關的控制回路誤差訊號進行調諧，並使用被接地參考的電壓斜坡訊號來生成時鐘訊號，以回應輸入回饋訊號。VCO包括輸入調製電路，對差分訊號進行調諧以產生調製電壓訊號，比較器用於將調製電壓訊號與基於接地的斜坡訊號進行比較，以及回應於斜坡訊號增加到通知電壓訊號，而產生單次訊號脈衝的單次電路。單次訊號脈衝是時鐘訊號，也用於重定斜坡訊號。在本發明的一些實施例中，在本發明所述的電壓可控振盪器包含在一種電流型遲滯振盪器中。

Description

用於電流型遲滯調製器的電壓控制振盪器及方法
本發明涉及電流型遲滯調製器，特別涉及帶有電壓控制振盪器的電流型遲滯調製器。
引入積體電路的電子系統，通常採用電壓調製器將供電系統電源的主母線電壓轉換為一個或多個驅動積體電路所必需的電壓。例如，提供給電子系統的5伏電源電壓可能需要降低到1.8伏，以驅動電子系統中的積體電路。物聯網(IoT)設備等嵌入式系統，包括處理器(或微控制器)和本機存放區器，耦合到組件上並執行嵌入式軟體來執行某些任務。實際上，處理器電源由電壓調節器提供，電壓調製器將電源的輸入電壓轉換為處理器指定的電壓值。在某些情況下，這些嵌入式系統中使用的微控制器或處理器實現移動電壓定位，以允許處理器控制或選擇自己的工作電壓(Vcc)。處理器生成一個多位元電壓識別碼，以通知電壓調製器在任何時刻的輸出電壓。通過這種方式，處理器可以基於處理器的動作，動態地調整處理器電源電壓(Vcc)，以減少處理器功耗。例如，處理器可以調整處理器電源電壓，以便在給定功耗下保持較高的處理器時鐘速度，或者處理器可以調整處理器電源電壓，以降低給定時鐘頻率下的功耗。
開關模式電源或開關調製器，也被稱為直流到直流轉換器，是一種通常用於在積體電路所選的電壓水平下將輸入端電源電壓轉換成所需的輸出電壓的一種電壓調製器。在一個示例中，一個12伏或5伏的電源電 壓可以降低至1伏，以便為嵌入式處理器供電。開關調製器通過電容器、電感器和變壓器等低損耗元件提供電源功能，接通或斷開電源開關，將能量以分離的封裝包形式從輸入端轉移到輸出端。回饋控制電路用於調製能量轉移，將穩定的輸出電壓保持在電路所需的負載極限內。
眾所周知，傳統的開關調製器的工作方式如下所述。一種步階降壓(或降壓)開關穩壓器包括一對電源開關，通過其斷開和關閉，將輸出電壓調節為等於基準電壓。更確切地說，還可選擇接通和斷開電源開關，以便產生在開關輸出節點(也稱為開關節點)下的開關輸出電壓。開關節點耦合到一個LC濾波電路上，LC濾波電路包括一個輸出電感器和一個輸出電容器，從而產生具有基本穩定複製的輸出電壓。然後，輸出電壓可用於驅動負載。
有許多種不同的控制方法可用於開關調製器。一種類型的開關調製器控制體系就是電流型控制，開關調製器調製輸出電感器上的峰值電流或穀值電流，以便將所需的能量傳遞到負載，維持所需的輸出電壓。在電流型控制中，感應到的電感器或電源開關電流，感應電流可以與電流回路誤差訊號相比擬，以便控制高端電源開關的接通或斷開。
有些開關調製器採用脈衝寬度調製(PWM)，控制電源開關的工作週期。也就是說，通過調節脈衝寬度，將電源開關的接通時間控制在一個固定的或可變的頻率上。採用PWM控制的開關調製器，包括一個PWM控制器或調製器，驅動含有電源開關、用於電源開關的驅動電路以及LC濾波電路的電源模組。
在有些情況下，開關調製器是一個單獨的相位轉換器，PWM控制器產生一個單獨的相位PWM時鐘訊號，以驅動單獨的相位電源模組。在其他情況下，開關調製器是一個多相位轉換器，多相位PWM控制器產生帶有不同相移的時鐘訊號，以驅動多相位電源模組，每個時鐘訊號驅 動一個相應的電源模組單元。當電壓調製器必須傳輸一個在大範圍負載條件下的高精度調製輸出電壓時，多相位PWM控制器是必須的。
本發明的目的是提供用於電流型遲滯調製器的電壓控制振盪器，本發明還提供包含所述電壓控制振盪器的電流型遲滯調製器及一種根據回饋電壓訊號產生時鐘訊號的方法。本發明通過對與輸入回饋訊號相關的控制回路誤差訊號進行調諧，並使用被接地參考的電壓斜坡訊號來生成時鐘訊號，以回應輸入回饋訊號。
為了達到上述目的，本發明提供一種電壓控制振盪器，根據一個回饋電壓訊號產生輸出時鐘訊號，該電壓控制振盪器包括：耦合到第一節點的一個輸入調節電路，第一節點耦合接收一訊號，該訊號表示該回饋電壓訊號和目標電壓之間的差值，輸入調節電路調節表示該差值的訊號，以便在第一節點上產生一個第一電壓訊號；一個比較器，具有第一輸入端接收第一電壓訊號，第二輸入端接收從作為地電壓的第一電壓值開始升高到第二電壓值的電壓斜坡訊號，以及一個輸出端，比較器在輸出端產生一個輸出訊號，輸出訊號具有第一態，回應小於第一電壓訊號的電壓斜坡訊號，並且具有第二態，回應等於或大於第一電壓訊號的電壓斜坡訊號；以及一個第一邏輯電路，具有一個輸入端，耦合到比較器的輸出端上，以接收比較器的輸出訊號，第一邏輯電路根據具有第二態的比較器的輸出訊號，產生一個具有第一態的輸出訊號，第一邏輯電路的輸出訊號用作輸出時鐘訊號，並用於將電壓斜坡訊號重定至第一電壓值。
較佳的，所述電壓控制振盪器還包括：一個第一電流源和一個第一電容器，串聯在第一電源電壓和地電壓之間，第一電流源和第一電容器之間的公共節點是第二節點，提供電壓斜坡訊號，第一電流源提供第一電流，為第一電容器充電，以便產生 電壓斜坡訊號，電壓斜坡訊號具有從地電壓開始到第二電壓值的升高電壓值；以及一個開關，耦合在第二節點和地電壓之間，並且由第一邏輯電路的輸出訊號控制，斷開開關使第一電流為第一電容器充電，在具有升高電壓值的第二節點處產生電壓斜坡訊號，根據第一邏輯電路的輸出訊號，閉合開關，使第二節點放電到地電壓。
較佳的，表示輸入回饋電壓和目標電壓之間差值的訊號包括一個電流訊號，輸入調節電路將電流訊號轉化為電壓訊號，並通過修正電壓訊號的至少一個頻率回應，調節電壓訊號。
較佳的，時鐘訊號具有輸入調節電路調節的可變頻率，可變頻率獨立於表示差值的訊號。
較佳的，輸入調節電路包括：一個第一電阻器，耦合在第一節點和參考電壓之間，所述的電流訊號流經第一電阻器，在第一節點處產生第一電壓訊號。
較佳的，輸入調節電路還包括：一個與第一電阻器並聯的第二電容器，第二電容器具有一個耦合到第一節點上的第一板以及一個耦合到參考電壓上的第二板，第二電容器修正第一節點處的第一電壓訊號的頻率回應。
較佳的，輸入調節電路包括：一個第二電阻器和一個第三電容器，串聯在第一節點和地電壓之間；一個第一誤差放大器，具有一個耦合到第一節點上的第一輸入端、一個耦合到第二電阻器和第三電容器之間的公共節點上的第二輸入端，以及一個作為第三節點並提供輸出訊號的輸出端；一個第三電阻器，耦合在第三節點和參考電壓之間；以及一個與第三電阻器並聯的第四電容器，第四電容器具有一個耦合到第三節點上的第一板以及耦合到參考電壓上的第二板，第四電容器修正 第三節點處的第一誤差放大器的輸出訊號的頻率回應，其中第一電壓訊號位於第三節點上。
較佳的，第一邏輯電路包括：一個單次電路，具有第一輸入端耦合到比較器的輸出端上，以接收比較器的輸出訊號，單次電路根據具有第二態的比較器的輸出訊號，產生一個具有第一持續時間的單次訊號脈衝，單次訊號脈衝用作輸出時鐘訊號，用於將電壓斜坡訊號重定至第一電壓值。
較佳的，比較器包括一個第一比較器，電壓斜坡訊號包括一個第一電壓斜坡訊號，電壓控制振盪器還包括：一個第二比較器，具有一個第一輸入端，接收第一電壓訊號，一個第二輸入端，接收一個具有從用作地電壓的第一電壓值開始升高到第二電壓值的第二電壓斜坡訊號，以及一個輸出端，第一電壓斜坡訊號和第二電壓斜坡訊號不在同一相位上，第二電壓斜坡訊號小於第一電壓訊號時，第二比較器在輸出端產生一個具有第一態的輸出訊號，第二電壓斜坡訊號等於或大於第一電壓值時，輸出端的輸出訊號具有第二態；以及第一邏輯電路，包括一個閂鎖電路，具有一個重定輸入端，接收第一比較器的輸出訊號，一個設置輸入端，接收第二比較器的輸出訊號，以及一個輸出端，產生一個輸出訊號，用作輸出時鐘訊號，輸出訊號用於將第二電壓斜坡訊號重定至第一電壓值，輸出訊號的反相用於將第一電壓斜坡訊號重定至第一電壓值。
本發明還提供一種電流型遲滯調製器，根據輸入一個回饋訊號，產生一個脈衝寬度調製(PWM)訊號，PWM訊號具有一個導通時間，限定PWM訊號的工作週期，所述電流型遲滯調製器包括： 一個第一誤差放大器，接收一個代表輸出電壓的回饋電壓和一個目標電壓，第一誤差放大器的輸出端在第一節點上產生一個表示回饋電壓訊號和目標電壓之間差值的訊號；一個調製比較器，具有第一輸入端，接收表示差值的訊號，第二輸入端接收表示期望電流水平的電流回路訊號，調製比較器具有一個輸出端，產生重定訊號，重定PWM訊號的導通時間；以及一個電壓控制振盪器，具有一個輸入端，接收表示差值的訊號，以及一個輸出端，產生一個輸出時鐘訊號，輸出時鐘訊號用作一個設置訊號，設置PWM訊號的導通時間，其中設置訊號開始PWM訊號的導通時間，重定訊號終止PWM訊號的導通時間；並且其中電壓控制振盪器根據表示差值的訊號，產生一個調節電壓訊號，以及一個接地參考斜坡訊號，電壓控制振盪器通過比較接地參考斜坡訊號和調節電壓訊號，產生輸出時鐘訊號。
較佳的，電壓控制振盪器包括：一個耦合到第一節點上的輸入調節電路，接收表示回饋電壓訊號和目標電壓之間差值的訊號，輸入調節電路在表示差值的訊號上應用調製，以產生調製電壓訊號；一個比較器，具有第一輸入端接收調製電壓訊號、第二輸入端接收具有從作為地電壓的第一電壓值升高到第二電壓值的接地參考電壓斜坡訊號、以及一個輸出端，比較器在輸出端上產生輸出訊號，該輸出訊號具有回應所述電壓斜坡訊號小於所述調製電壓訊號的第一態，和回應所述電壓斜坡訊號等於或大於所述調製電壓訊號的第二態；以及一種單次電路，其具有耦合到比較器的輸出端以接收比較器的輸出訊號的輸入端，所述的單次電路回應具有第二態的比較器的輸出訊號， 產生具有第一持續時間的單次訊號脈衝，提供作為輸出時鐘訊號，並用於將電壓斜坡訊號重定至第一電壓值。
較佳的，電壓控制振盪器還包括：一個第一電流源和一個第一電容器，串聯在第一電源電壓和地電壓之間，第一電流源和第一電容器之間的公共節點作為第二節點，提供電壓斜坡訊號，第一電流源提供第一電流，為第一電容器充電，以產生具有從地電壓開始升高到第二電壓值的電壓斜坡訊號；以及一個開關，耦合在第二節點和地電壓之間，由單次訊號脈衝控制，斷開開關，使第一電流為第一電容器充電，在具有升高電壓值的第二節點處產生電壓斜坡訊號，閉合開關，響應單次訊號脈衝，將第二節點放電至地電壓。
較佳的，表示回饋電壓訊號和目標電壓之間差值的訊號，是由一個電流訊號組成，輸入調節電路將電流訊號轉換成電壓訊號，並通過調製電壓訊號的至少一個頻率回應來調節電壓訊號。
較佳的，電壓控制振盪器還包括：一個第一電阻器和一個第二電容器，並聯耦合在第一節點和參考電壓之間，由於電流訊號流過第一電阻器和第二電容器來修改頻率響應，在第一節點處產生調製電壓訊號。
較佳的，電壓控制振盪器還包括：一個第二電阻器和一個第三電容器，串聯在第一節點和地電壓之間；一個第一誤差放大器，具有耦合到第一節點的第一輸入端，耦合到第二電阻器和第三電容器之間的公共節點上的第二輸入端，以及一個用作第三節點的輸出端，並提供輸出訊號；一個第三電阻器，耦合在第三節點和參考電壓之間；以及一個第四電容器，與第三電阻器並聯，第四電容器具有一個耦合到第三節點上的第一板以及耦合到參考電壓上的第二板，第四電容器修正 第三節點上的第一誤差放大器的輸出訊號的頻率回應，其中調製電壓訊號位於第三節點上。
較佳的，電壓控制調製器還包括：一個耦合到第一節點上的輸入調節電路，接收表示回饋電壓訊號和目標電壓之間差值的訊號，輸入調節電路調節表示差值的訊號，以產生調製電壓訊號；一個第一比較器，具有第一輸入端接收調製電壓訊號、第二輸入端接收具有從作為接地電壓的第一電壓值增加到第二電壓值的第一接地參考電壓斜坡訊號，以及一個輸出端，所述第一比較器在所述輸出端上產生輸出訊號，所述輸出訊號具有回應所述第一電壓斜坡訊號小於所述調製電壓訊號的第一態，並且具有回應所述第一電壓斜坡訊號等於或大於所述調製電壓訊號的第二態；一個第二比較器，具有一個第一輸入端，接收調製電壓訊號，一個第二輸入端，接收具有從作為地電壓的第一電壓值開始升高到第二電壓值的第二接地參考電壓斜坡訊號，以及一個輸出端，第二比較器在輸出端上產生一個輸出訊號，輸出訊號具有第一態，回應第二電壓斜坡訊號小於調製電壓訊號，並且具有第二態，回應第二電壓斜坡訊號等於或大於調製電壓訊號；以及一個閂鎖電路，具有一個重定輸入端，接收第一比較器的輸出訊號，一個設置輸入端，接收第二比較器的輸出訊號，以及一個輸出端，產生輸出訊號，用作輸出時鐘訊號，利用輸出訊號將第二電壓斜坡訊號重定至第一電壓值，利用輸出訊號的反相將第一電壓斜坡訊號重定至第一電壓值。
本發明還提供一種根據回饋電壓訊號產生時鐘訊號的方法，包括：接收表示回饋電壓訊號和目標電壓之間差值的訊號；根據表示差值的訊號，產生調製電壓訊號； 產生具有從作為地電壓的第一電壓值升高到第二電壓值的電壓值的電壓斜坡訊號；將電壓斜坡訊號與調製電壓訊號進行比較；回應電壓斜坡訊號等於或大於調製電壓訊號，產生具有第一持續時間的單次訊號脈衝；回應單次訊號脈衝重定電壓斜坡訊號；以及提供一次訊號脈衝作為時鐘訊號。
較佳的，根據表示差值的訊號產生調製電壓訊號，包括：修正表示差值的訊號頻率回應，以產生調製電壓訊號。
較佳的，產生電壓斜坡訊號包括：在第二節點和接地節點之間，耦合一個電容器；利用第一電流，為電容器充電，電壓斜坡訊號形成在第二節點處，並參考地電壓。
較佳的，根據單次訊號脈衝重定電壓斜坡訊號，包括：根據單次訊號脈衝，將電容器放電至地電壓。
較佳的，由於調製電壓訊號，時鐘訊號具有一個可變頻率，可變頻率獨立於表示差值的訊號。
與習知技術相比，本發明的有益效果在於：
1)本發明的電壓控制振盪器通過使用基於地面的斜坡訊號來改進變頻操作，降低了信噪比；
2)本發明的電壓控制振盪器提供調諧誤差訊號的能力。
3)在本發明中，誤差訊號調諧和變頻控制是分開控制的，因此可以引入諧波含量的獨立調諧來提高系統的整體性能；
4)本發明的電壓控制振盪器、電流型遲滯調製器設計簡單，並且可調諧性和靈活性都得到了提高。
10:電壓調製器
12:多相位電流型遲滯調製器
13:多相位電源模組
14,82:誤差放大器
16,36,60,88,90:比較器
18:閂鎖電路
20:功率級
21,52:輸入節點
22,30,50:電壓控制振盪器
24,40,52,54,58,64,82,84,102,104:節點
26,66:時鐘時序器
28,95:輸出節點
29:負載
31,32:吉伯特電池電流源
38,62:單次電路
44:轉換器
56,86:調節電路
80:輸入調節電路
92:閂鎖器
C1,C2,C3,C4,C5:電容器
COUT:輸出電容器
L1~L3:輸出電感器
M1,M2:開關
M3,M5:NMOS電晶體
M4,M6:PMOS電晶體
R1,R11,R2,R12,R3,R4,R5:電阻器
VCOMP,VCP:誤差訊號
VCLK,VRAMP:斜坡訊號
VFB:回饋電壓
VIN:輸入電壓
VOUT:輸出電壓
VRST:重定電壓訊號
VREF:參考電壓
VSET:設置電壓訊號
VTARG:目標電壓
為了更清楚地說明本發明技術方案，下面將對描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一個實施例，對於所屬技術領域中具有通常知識者來講，在不付出進步性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖：圖1表示在某些示例中，引入一個多相位電流型遲滯調製器的電壓調製器的示意圖。
圖2表示在某些示例中，在電流型遲滯調製器中的工作訊號。
圖3表示在某些示例中，一種傳統的電壓控制振盪器(VCO)的示意圖。
圖4表示在某些示例中，圖3所示的傳統的VCO中的工作訊號。
圖5表示依據本發明的實施例，一種電壓控制振盪器(VCO)的示意圖。
圖6表示在某些示例中，圖5所示的VCO中的工作訊號。
圖7表示在可選示例中，圖5所示的VCO中的工作訊號。
圖8A和8B，分別表示在某些示例中，如圖5所示的VCO中的工作訊號以及如圖3所示的VCO中的工作訊號。
圖9A和9B，表示在某些示例中，可以引入到本發明的VCO中的輸入調諧電路。
圖10表示依據本發明的可選實施例，一種電壓控制振盪器(VCO)實施例的示意圖。
圖11表示在某些示例中，如圖10所示的VCO中的工作訊號。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，所屬技術領域中具有通常知識者在沒有做出進步性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
依據本發明的實施例，一種電壓控制振盪器(VCO)通過對與輸入回饋訊號相關的一個控制回路誤差訊號進行調諧並使用一個接地參考的電壓斜坡訊號生成時鐘訊號，以回應輸入回饋訊號。本發明所示的VCO提供了回應於控制回路誤差訊號的變頻控制，同時使用了提供增加信噪比(SNR)的簡單電路設計。
在某些實施例中，本發明所示的電壓控制振盪器引入到電壓調製器中，用於提供可變頻率的PWM控制。在一個實施例中，本發明所示的電壓控制振盪器引入到一個電流型遲滯調製器中，以便產生時鐘訊號，用於控制調製器的可變頻率脈衝寬度(PWM)運行。在一個示例中，VCO產生時鐘訊號，用於初始化調製器的工作週期或PWM訊號的導通時間。本發明所示的電壓控制振盪器能夠獨立調諧電流環誤差訊號的頻率，並改善電流模式遲滯調製器對負載變化的頻率回應。
圖1表示在某些示例中，引入一個多相位電流型遲滯調製器的電壓調製器的示意圖。參見圖1，電壓調製器10包括一個多相位電流型遲滯調製器12(“多相位調製器12”)，耦合驅動多相位電源模組13。在本示例中，利用一個多相位調製器配置電壓調製器10，使得電壓調製器10在廣泛的負載條件下提供高精度的調節輸出電壓。多相位調製器12的使用僅用於解釋說明，不用於局限。在其他示例中，電壓調製器10可以使用一個單獨的相位電流型遲滯調製器來配置，驅動一個單獨的相位電源模組。在本例中，多相位調製器12包括三個相位，多相位電源模組13包括三個功率級20，帶有相關聯的輸出電感器L1至L3，以及一個輸出電容器COUT。
更確切地說，電壓調製器10接收輸入節點21上的輸入電壓VIN，產生輸出節點28上的調製輸出電壓VOUT，給負載29供電。多相位電源模組13包括由各自的PWM訊號PWM1至PWM3驅動的功率級20。每個功率級20都包括一對電源開關，通過各自的PWM訊號接通和斷開，以參照目 標電壓調製輸出電壓VOUT。還可選擇接通和斷開每個功率級20中的電源開關，以便在開關輸出節點上產生一個開關輸出電壓。每個功率級20的開關輸出節點耦合到各自的輸出電感器L1至L3上。電感器L1至L3耦合到輸出電容器COUT上，以形成一個LC電路，用於為輸出節點28提供電流，同時保持基本穩定的輸出電壓VOUT。然後，輸出電壓VOUT可以用於驅動負載29。
多相位電流型遲滯調製器12接收回饋電壓VFB，回饋電壓VFB表示輸出節點28上的調製輸出電壓VOUT。例如，可以利用耦合到輸出電壓節點28上的電阻驅動器，產生回饋電壓VFB，電阻驅動器包括電阻器R1和R2。多相位電流型遲滯調製器12還接收一個目標電壓VTARG，表示用於調製輸出電壓所需的電壓值。在某些示例中，目標電壓VTARG可以用電壓識別碼指示所需的調製器輸出電壓。例如，當應用於移動電壓定位時，多相位調製器12可以接收電壓識別(VID)代碼，該代碼告訴調製器它應該提供什麼輸出電壓。每個VID代碼都與一個電壓值相關聯。解碼器解碼該代碼以產生目標電壓。
在多相位調製器12處，回饋電壓VFB可以與誤差放大器14處的目標電壓VTARG相比擬，以產生控制回路誤差訊號VCOMP。誤差訊號VCOMP可以是一個電壓訊號或一個電流訊號。在本例中，誤差訊號VCOMP是一個電流訊號。誤差訊號VCOMP被提供給一組調製比較器16a-c的逆變輸入端子，每個調製比較器對應於多相控制回路的一個相位。在本示例中，每個調製比較器16從非反相輸入端子處的相應功率級20接收感應到的電流訊號。感應到的電流訊號ILn指示各個功率級20處的感應電流。例如，第一調製比較器16a接收非反相輸入端子處感應到的電流IL1，感應電流IL1表示流經輸出電感器L1的電流。
調製比較器16a-c產生重定電壓訊號VRST，耦合到各自閂鎖電路18a-c的重定輸入端子上。在本實施例中，閂鎖電路18a-c是觸發器。閂鎖電路 18a-c的設置輸入端接收一個設置電壓訊號VSET，該訊號是具有各自相位的時鐘訊號CLK1至CLK3。閂鎖電路18a-c產生多相位PWM訊號PWM1至PWM3，驅動多相位電源模組多相位電源模組13中各自的功率級20。
電壓控制振盪器(VCO)22接收控制回路誤差訊號VCOMP，並根據誤差訊號的變化產生一個時鐘訊號CLK(節點24)。在多相位調製器12中，時鐘訊號CLK提供給時鐘時序器26，分成多個具有不同相位的時鐘訊號CLK1至CLK3。VCO 22在多相位調製器12中提供可變的開關頻率控制，使電壓調製器對負載變化更靈敏。
如此一來，多相位電流型遲滯調製器12通過回饋電壓VFB實現電壓控制回路，並通過感應到的電流訊號ILn實現電流控制回路。多相位調製器12運行產生所述的PWM訊號PWM1-3，如圖2所示。圖2表示在某些示例中，多相位電流型遲滯調製器12中的工作訊號。參見圖2，根據誤差訊號VCOMP，產生時鐘訊號CLK。當確定時鐘訊號CLK時，PWM訊號就會啟動一個新的工作週期。也就是說，時鐘訊號CLK作為設置電壓訊號VSET，觸發PWM訊號的導通時間。在本例中，多相位電流型遲滯調製器配置峰值電流控制。測量感應電流IL，並與誤差訊號VCOMP作比較。當感應到的電流IL達到誤差訊號VCOMP時，會觸發重定電壓訊號VRST，從而終止PWM訊號的導通時間。在這種情況下，PWM訊號的工作週期由時鐘訊號CLK以及感應到的電流訊號控制。
峰值電流型遲滯調製器中使用的傳統的電壓控制振盪器，通常在誤差訊號VCOMP周圍使用複雜的電壓視窗，以實現所需的可變開關頻率操作。圖3表示在某些示例中，傳統的電壓控制振盪器(VCO)的示意圖。圖3所示的VCO的運行情況如圖4中的波形圖所示。參見圖3和圖4，VCO 30使用電阻器R11和R12以及吉伯特電池電流源31、32，以便在誤差訊號VCOMP附近產生一對電壓。電壓VW+和VW-構成一個追蹤誤差 訊號VCOMP的電壓視窗。斜坡訊號VCLK(節點24)由電容器C1產生，電容器C1與電流源I1串聯。斜坡訊號VCLK在比較器36處，與低視窗電壓VW-作比較。在運行過程中，當之前重定的斜坡訊號VCLK通過電流源I1放電時，會向著低視窗電壓VW-降低。當斜坡訊號達到電壓視窗的底部時，會觸發比較器36，單次電路38在節點40處產生一個訊號脈衝，作為時鐘訊號CLK。來自單次電路38的訊號脈衝也耦合到轉換器44上，以驅動開關M1的控制端，配置成本例中的PMOS電晶體。因此，當觸發來自單次電路38中的訊號脈衝時，開關M1閉合，將斜坡訊號VCLK短接到頂部視窗電壓VW+上。來自單次電路38的訊號脈衝持續短暫，當訊號脈衝終止時，開關M2恢復到開路狀態。斜坡訊號VCLK重定到電壓視窗的頂部，然後通過電流源I1放電。
VCO 30具有許多不足。首先，VCO 30需要複雜的“浮動”電路和訊號。例如，VCO 30使用一個跨線(吉伯特電池)電路，來正確地計算視窗尺寸，獲得目標開關頻率。其次，斜坡訊號VCLK是一個“浮動”訊號，在底部視窗電壓VW-和頂部視窗電壓VW+之間變化。再次，用於斜坡訊號偏移的訊號電平局限在視窗電壓內。因此，VCO具有有限的信噪比。
第三，追蹤誤差訊號VCOMP的電壓視窗用於產生可變頻率時鐘訊號CLK。然而，時鐘訊號的可變頻率取決於誤差訊號VCOMP，誤差訊號可以產生特定的不必要的運行結果。例如，如圖4所示，當負載增大，誤差訊號VCOMP升高時，正如所需要的那樣，相應的時鐘頻率將減小。然而，如果負載增量伴隨著負載需求的降低，那麼誤差訊號VCOMP將下降，可變頻率也將降低。這會導致在負載增加期間出現過採樣週期，然後回應負載降低而出現欠採樣週期。由於時鐘頻率的降低可能導致輸出電壓的調節不良，所以這種工作狀態可能是不理想的。
圖5表示在本發明的實施例中，一種電壓控制振盪器(VCO)的示意圖。參見圖5，電壓控制振盪器(VCO)50通過對輸入誤差訊號施加調諧並使用接地參考斜坡訊號，來產生一個可變頻率時鐘訊號。VCO 50接收一個輸入誤差訊號VCP，表示回饋電壓VFB和目標電壓VTARG之間的差值。當在電流型遲滯調製器配置一個電壓調製器時，VCO 50接收控制回路誤差訊號VCP，表示回饋電壓VFB和目標電壓VTARG之間的差值，回饋電壓VFB是關於電壓調製器的調製輸出電壓，目標電壓VTARG表示電壓調製器所需的輸出電壓。回饋電壓VFB和目標電壓VTARG之間的差值有時也稱為差值訊號。控制回路誤差訊號VCP可以由誤差放大器14產生，它可以是一個電壓訊號或者一個電流訊號。在本實施例中，誤差訊號VCP是一個電流訊號。
VCO 50包括一個由電阻器R3和調節電路56組成的輸入調節電路。輸入轉向電路接收輸入節點52處的控制回路誤差訊號VCP。電阻器R3耦合在控制回路誤差訊號VCP和參考電壓VREF(節點54)之間。調節電路56與電阻器R3並聯。在運行過程中，節點52處產生的電壓訊號作為誤差訊號VCP，誤差訊號VCP為誤差放大器14產生的差值訊號，並通過調節電路56來調節。在某些示例中，調節電路56調製不同訊號的頻率回應。
VCO 50產生一個斜坡訊號VRAMP(節點58)，該訊號是基於接地的或參考接地的。也就是說，斜坡訊號VRAMP從地電壓為起點，從地電壓開始傾斜升高。在本實施例中，斜坡訊號VRAMP是利用基於接地電流饋電電容器C2產生的。電容器C2由電流源I2供電，以在電容器C2的頂板(節點58)處形成電壓斜坡。
斜坡訊號VRAMP在比較器60處於誤差訊號VCP相比較。當斜坡訊號VRAMP升高到誤差訊號VCP時，比較器60觸發其輸出，並且觸發單次電路62，在輸出節點64上產生一個單次訊號脈衝。單次訊號脈衝用作輸出時鐘訊號CLK。例如，輸出時鐘訊號CLK可以耦合到時鐘時序器66上，以 產生具有不同時鐘相位的多相位時鐘訊號CLK1至CLK3。時鐘時序器66僅用於解釋說明，不用於構成VCO50的一部分。
由單次電路62產生的單次訊號脈衝也耦合到開關M2的控制端上。開關M2連接在斜坡電壓訊號(節點58)和地電壓之間。當觸發單次訊號脈衝時，開關M2閉合，斜坡訊號VRAMP(節點58)短接至地電壓。在這種情況下，斜坡訊號VRAMP重定至地電壓。
在本發明的實施例中，調節電路56可以是一個被動調節電路或者一個主動調節電路。調節電路56提供非線性控制，以調節或修正誤差訊號VCP。誤差訊號VCP表示差分訊號，但是可以改變誤差訊號VCP的頻率回應以形成用於變頻控制的回應。
在運行過程中，當基於回饋電壓和目標電壓之間的差並從參考電壓中減去的差分訊號，等於斜坡訊號VRAMP時，VCO 50生成時鐘訊號。參考圖6所示，下文將介紹VCO 50的運行方式。圖6表示在某些示例中，圖5所示的VCO中的操作訊號。參考圖5和圖6，在最後一個單次訊號脈衝到期時，時鐘訊號CLK(節點64)被失效，並且開關M2被斷開。斜坡訊號VRAMP已重置為接地電壓，斜坡訊號由電流源I2向電容器C2充電。同時，誤差放大器14產生由輸入調諧電路調諧的差分訊號，以產生誤差訊號VCP(節點52)。
當斜坡訊號VRAMP達到誤差訊號VCP時，比較器60被觸發，單次電路62產生一個單次訊號脈衝。從而產生時鐘訊號CLK(節點64)。與此同時，單次訊號脈衝被提供給開關M2的控制端，以便接通或斷開開關。斜坡訊號VRAMP(節點58)重定至地電壓。在單次訊號脈衝結束時，VCO繼續運行，電流源I2和電容器C2對斜坡訊號進行充電。
如此一來，當負載需求降低時，誤差訊號VCP也下降，斜坡訊號VRAMP達到誤差訊號VCP的距離也減小，斜坡訊號VRAMP漂移降低，並且時鐘頻率增大。還可選擇，當負載要求升高時，誤差訊號也增大，斜坡訊 號VRAMP必須傳輸地更遠才能達到誤差訊號VCP，因此時鐘頻率降低。 在本發明的實施例中，可以調節誤差訊號VCP來改善頻率回應，例如當負載要求改變時，延長電壓調製器的過採樣時間。例如，當負載增加時，VCO 50可以更長時間地增加時鐘頻率(過採樣)，然後隨負載降低而降低頻率。因此，當負載變化時，調壓器可以在換頻前的過渡期內保持較長時間的過採樣。
在多相位運行的情況下，可以使用時鐘時序器66，可用於將時鐘訊號CLK的時鐘脈衝分配到具有不同相位的兩個或更多個時鐘訊號。例如，圖6表示時鐘訊號CLK分為三個時鐘相位CLK1到CLK3。這樣，可以從時鐘訊號CLK生成多相位時鐘訊號CLK1到CLK3。
在本發明的實施例中，VCO可以應用箝位元來實現時鐘頻率的非線性控制。圖7表示在可選示例中，如圖5中VCO中的操作訊號。如圖7所示，電壓斜坡訊號VRAMP可以被箝位元，以便將頻率降低到零，從而實現無限增益。通過使用箝位元，開關頻率可以長時間地停止。利用各種電路技術，可以在圖5的VCO 50中實現箝位。在一些實施例中，由於電流源I2的驅動阻抗高，可以通過關閉電流源I2來實現箝位。當洩漏足夠低時，電容器C2會將斜坡訊號VRAMP的保持在最後一個值上。
與傳統電路相比，本發明所述的VCO 50具有許多優點。首先，由於斜坡訊號VRAMP是地面參考或基於地面的，斜坡訊號VRAMP可以有一個大的訊號偏移，這增加了信噪比。圖8A和8B舉例說明了在某些示例中的圖5所示VCO中的操作訊號和圖3所示VCO中的操作訊號。由圖5的VCO 50生成的斜坡訊號VRAMP具有接地參考的大訊號偏移(圖8A)。相反，圖3的傳統VCO 30的斜坡訊號VCLK在兩個視窗電壓之間具有有限的訊號漂移，並且斜坡訊號基本上是浮動的(圖8B)。例如，斜坡訊號VRAMP可以有0-2V的電壓偏移，而誤差訊號VCP可以有20mV的紋波。因此，斜坡訊號VRAMP具有比誤差訊號VCP上的紋波更大的訊號幅 度。使用斜坡訊號VRAMP之後，VCO 50現在有1%的信噪比(20mV為2V)。VCO 50通過使用基於地面的斜坡訊號來改進變頻操作。與傳統的VCO 30(圖8B)相比，VCOMP訊號可以具有20mV的紋波，並且電壓視窗VW+/VW-的電壓範圍為200mV，導致10%的訊號為雜訊。
第二，VCO 50提供調諧誤差訊號VCP的能力，形成圖8A中斜坡訊號的包絡。尤其是，誤差訊號VCP可以獨立於差分訊號進行調諧。
例如，調諧電路可以修改誤差訊號VCP的增益和/或頻率回應。調諧電路可以是非線性的。因此，可以修改誤差訊號VCP以改變錯誤訊號的回應。例如，可以修改誤差訊號以允許更長時間地從負載變化中恢復，也可以修改誤差訊號為在高時鐘頻率下停留更長的時間，或者可以修改誤差訊號以允許更長時間地過採樣。調諧也可用於使誤差訊號VCP更正弦或更平滑。
更重要的是，在VCO 50中，誤差訊號調諧和變頻控制是分開控制的。因此，可以引入諧波含量的獨立調諧來提高系統的整體性能。使用者可程式設計調節可提供最大的性能獨立於電壓調節器的電壓控制回路。在傳統的壓控振盪器中，變頻控制與誤差訊號有關。電壓控制振盪器不能獨立控制誤差訊號調諧和變頻控制。
第三，本發明所述的VCO 50實現了設計的簡單性，並且可調諧性和靈活性都得到了提高。VCO 50的電路結構在很大程度上與工藝無關。此外，本發明的VCO 50中沒有使用跨線電路。頻率計算是簡單的演算法和預先設計好的。
圖9A和9B表示在一些示例中可以併入本發明所述的的VCO中的輸入調諧電路。參考圖9A，在一個實施例中，輸入調諧電路包括在誤差訊號節點52和基準電壓VREF(節點54)(參考電壓)之間並聯連接的電阻器R3和電容器C3。電容器C3修正節點52上的誤差訊號VCP的頻率回應。
參見圖9B，在一個實施例中，輸入調節電路80包括一個誤差放大器82。耦合誤差放大器82的非反相輸入端，接收節點52處的差分訊號(來自誤差放大器14)。電阻器R4和電容器C4串聯在不同的訊號節點52和地電壓之間。電阻器R4和電容器C4之間的公共節點53，耦合到誤差放大器82的反相輸入端上。誤差放大器82的輸出端耦合電阻器R5，和並聯連接在誤差放大器輸出端子(節點84)和參考電壓VREF(節點54)之間的電容器C5。調節誤差訊號VCP位於誤差放大器的輸出端(節點84)處。
回到圖5，單次訊號脈衝具有有限的持續時間，因此斜坡訊號節點58在有限的、非零的持續時間內保持在地電壓。此外，為了重定斜坡訊號節點58，對電容器C2放電在需要有限的時間內。在本發明的實施例中，本發明的VCO引入一個雙電容電路來產生斜坡訊號VRAMP，以消除斜坡訊號節點保持在地電壓下的持續時間。雙電容“乒乓”以確保一個乾淨的斜坡訊號節點重定，和穩定的開關頻率運行。
圖10表示在本發明的可選實施例中，一種電壓控制振盪器(VCO)的示意圖。參見圖10，電壓控制振盪器(VCO)80通過對輸入誤差訊號的調節，並且使用一對接地參考斜坡訊號，產生一個可變頻率時鐘訊號CLK。
VCO 50在節點82處接收一個輸入誤差訊號VCP，輸入誤差訊號VCP表示回饋電壓和目標電壓之間的差值。控制回路誤差訊號VCP表示回饋電壓VFB與目標電壓VTARG之間的差值，回饋電壓VFB與電壓調製器有關的調製輸出電壓有關，目標電壓VTARG表示電壓調製器所需的輸出電壓。回饋電壓VFB與目標電壓VTARG之間的差值有時也稱為差分訊號。控制回路誤差訊號VCP由誤差放大器14產生，它可以是一個電壓訊號或者一個電流訊號。在本實施例中，誤差訊號VCP是一個電流訊號。
VCO 80包括一個由電阻器R4和調節電路86組成的輸入調節電路。輸入調節電路接收輸入節點82處的控制回路誤差訊號VCP。電阻器R4耦合在控制回路誤差訊號VCP和參考電壓VREF(節點84)之間。調節電路86與電阻器R4並聯。在運行過程中，節點82處的電壓訊號用作誤差訊號VCP，誤差訊號VCP由誤差放大器14產生，並且通過調節電路86來調節。在某些示例中，調節電路86修正了差分訊號的頻率響應。
VCO 80產生一對斜坡訊號VRAMP1(節點102)以及VRAMP2(節點104)，它們都是基於接地或者參考接地的。也就是說，兩個斜坡訊號都是從地電壓開始，每個電壓都是從地電壓開始傾斜升高。在本實施例中，利用一對基於接地電流的饋電電容器C3和C4產生斜坡訊號。確切地說，還可選擇觸發這對電容器C3和C4，設置和復位閂鎖器92，在輸出節點95上產生時鐘訊號CLK。
雙電容電路包括由電流源I3通過PMOS電晶體M4充電和由NMOS電晶體M3放電到接地端之間的電容器C3，電晶體M3和M4都由重定訊號Reset1控制。雙電容電路還包括由電流源I3通過PMOS電晶體M6充電和由NMOS電晶體M5放電到接地端之間的電容器C4，電晶體M5和M6都由重定訊號Reset2控制。
斜坡訊號VRAMP1(節點102)耦合到比較器88的非反相輸入端子上。斜坡訊號VRAMP2(節點104)耦合到比較器90的非反相輸入端子上。誤差訊號VCP耦合到比較器88和90的反相輸入端子。比較器88的輸出端驅動閂鎖器92的復位端子，而比較器90的輸出驅動閂鎖器92的設定端子。閂鎖器92(節點93)的輸出端是重定訊號Reset2。節點93上的重定訊號Reset 2耦合到緩衝器或非反相放大器94上，以便在輸出節點95上生成時鐘訊號CLK。節點93上的重定訊號Reset 2還耦合到逆變器96上，以便在節點97上生成重定訊號Reset1。
在運行過程中，斜坡訊號VRAMP1和VRAMP2都是彼此不同相位的，因此一個斜坡訊號正在充電，而另一個斜坡訊號正在放電。當其中一個斜坡訊號上升到誤差訊號VCP時，相應的比較器被觸發，並且閂鎖器92使VCO 80切換到已經放電的另一斜坡訊號上，並且操作在另一斜坡訊號上升到誤差訊號的情況下繼續運行。電壓控制振盪器以乒乓方式工作，在兩個電容之間切換，以消除斜坡訊號重定期間的死區時間。
在一些示例中，VCO 80的操作如圖11所示。參考圖10和圖11，假設VCO電路80剛剛生成時鐘訊號CLK，因此重定訊號Reset2和時鐘訊號CLK都處於邏輯高電平，而重定訊號Reset1處於邏輯低電平。當重定訊號Reset1被取消賦值(邏輯低)時，斜坡訊號VRAMP1隨著電容器C3被電流源I3充電而上升。隨著重定訊號Reset2被生效(邏輯高)，斜坡訊號VRAMP2被重定，因為電容器C4通過NMOS電晶體M5放電。
當斜坡訊號VRAMP1達到錯誤訊號VCP時，閂鎖器92重定，重定訊號Reset2和時鐘訊號CLK切換到邏輯低，而重定訊號Reset1切換到邏輯高電平。當重定訊號Reset2被失效(邏輯低)時，斜坡訊號VRAMP2隨著電容器C4被電流源I3充電而上升。當重定訊號Reset1被生效(邏輯高)時，斜坡訊號VRAMP1被重定，因為電容器C3通過NMOS電晶體M3放電。
當斜坡訊號VRAMP2達到錯誤訊號VCP(誤差訊號)時，閂鎖器92被設置，重定訊號Reset2和時鐘訊號CLK切換到邏輯高電平，而重定訊號Reset1切換到邏輯低電平，操作如上所述繼續。按照這樣的配置，VCO 80使用兩個電容器來確保在每個時鐘週期進行乾淨的重定，並確保穩定的開關頻率。
如上參考圖1所述，多相位電流模式遲滯調製器12通過回饋電壓VFB實現電壓控制回路，通過感應電流訊號ILn實現電流控制回路。在上述描述中，通過接收指示在各個功率級20處的電感器電流的感應電流訊號ILn來實現電流控制回路。在其它實施例中，調製器12的電流控制回路 可以使用模擬或合成的電流檢測訊號來實現。也就是說，調製器12不必接收電流控制回路的感應電感電流值。相反，調製器12可以使用指示電流控制回路的預期電流電平的電流回路訊號。電流型遲滯調製器12的電流控制回路的準確實現對於本發明的實施並不關鍵。
本發明可以多種方式實現，包括作為一種方法；一種裝置；一種系統；和/或一種物質的組合物。在本說明書中，這些實現或本發明可能採取的任何其他形式可被稱為技術。一般來說，所公開的過程的步驟的順序可以在本發明的範圍內改變。
本發明可以多種方式實現，包括作為過程、設備、系統、物質的組成；體現在電腦可讀儲存介質上的電腦程式產品、和/或處理器，例如硬體處理器或處理器設備，配置為執行儲存在處理器上和/或由耦合到處理器的記憶體提供的指令。在本說明書中，這些實現或本發明可能採取的任何其他形式可被稱為技術。一般來說，所公開的過程的步驟的順序可以在本發明的範圍內改變。除非另有說明，例如處理器或記憶體之類的被配置為執行任務的元件可以被實現為臨時配置為在給定時間執行任務的萬用群組件，或者被製造來執行任務的特定組件。如本文所用，術語“處理器”是指配置成處理資料(例如電腦程式指令)的一個或多個設備、電路和/或處理核心。
上文提供了對本發明的一個或多個實施例的詳細描述以及說明本發明原理的附圖。結合這些實施例描述本發明，但是本發明不限於任何實施例。本發明的範圍僅受申請專利範圍的限制，本發明包括許多替代品、修改和等效物。為了提供對本發明的透徹理解，在說明書中闡述了許多具體細節。提供這些細節是為了示例的目的，並且可以根據申請專利範圍實施本發明，而不需要這些特定細節中的一些或全部。為了清楚起見，在與本發明相關的技術領域中已知的技術材料沒有被詳細描述，以免對本發明產生不必要的混淆。
提供上述詳細描述是為了說明本發明的具體實施例，而不是為了限制。本發明範圍內的許多修改和變化都是可能的。本發明由所附申請專利範圍限定。
14:誤差放大器
60:比較器
50:電壓控制振盪器
52,54,58,64:節點
66:時鐘時序器
62:單次電路
C2:電容器
M2:開關
R3:電阻器
VCP:誤差訊號
VRAMP:斜坡訊號
VFB:回饋電壓
VREF:參考電壓
VTARG:目標電壓

Claims (21)

  1. 一種電壓控制振盪器，其中，根據一個回饋電壓訊號產生一輸出時鐘訊號，該電壓控制振盪器包括：耦合到一第一節點的一個輸入調節電路，該第一節點耦合接收一訊號，該訊號表示該回饋電壓訊號和一目標電壓之間的差值，該輸入調節電路調節表示該差值的訊號，以便在該第一節點上產生一個第一電壓訊號；一個比較器，具有第一輸入端接收一第一電壓訊號，第二輸入端接收從作為地電壓的一第一電壓值開始升高到一第二電壓值的一電壓斜坡訊號，以及一個輸出端，該比較器在該輸出端產生一個輸出訊號，該輸出訊號具有一第一態，回應小於該第一電壓訊號的該電壓斜坡訊號，並且具有第二態，回應等於或大於該第一電壓訊號的該電壓斜坡訊號；以及一個第一邏輯電路，具有一個輸入端，耦合到該比較器的該輸出端上，以接收該比較器的輸出訊號，該第一邏輯電路根據具有該第二態的該比較器的輸出訊號，產生一個具有該第一態的輸出訊號，該第一邏輯電路的輸出訊號用作該輸出時鐘訊號，並用於將該電壓斜坡訊號重定至該第一電壓值。
  2. 如請求項1所述的電壓控制振盪器，其中，還包括：一個第一電流源和一個第一電容器，串聯在一第一電源電壓和地電壓之間，該第一電流源和該第一電容器之間的公共節點是一第二節點，提供該電壓斜坡訊號，該第一電流源提供第一電流，為該第一電容器充電，以便產生該電壓斜坡訊號，該電壓斜坡訊號具有從地電壓開始到該第二電壓值的一升高電壓值；以及一個開關，耦合在該第二節點和地電壓之間，並且由該第一邏輯電路的輸出訊號控制，斷開開關使第一電流為該第一電容器充電，在具有該升 高電壓值的該第二節點處產生該電壓斜坡訊號，根據該第一邏輯電路的輸出訊號，閉合開關，使該第二節點放電到地電壓。
  3. 如請求項1所述的電壓控制振盪器，其中，表示回饋電壓訊號和該目標電壓之間差值的訊號包括一個電流訊號，該輸入調節電路將電流訊號轉化為電壓訊號，並通過修正電壓訊號的至少一個頻率回應，調節電壓訊號。
  4. 如請求項3所述的電壓控制振盪器，其中，該輸出時鐘訊號具有該輸入調節電路調節的一可變頻率，該可變頻率獨立於表示差值的訊號。
  5. 如請求項3所述的電壓控制振盪器，其中，該輸入調節電路包括：一個第一電阻器，耦合在該第一節點和一參考電壓之間，所述的電流訊號流經該第一電阻器，在該第一節點處產生該第一電壓訊號。
  6. 如請求項5所述的電壓控制振盪器，其中，該輸入調節電路還包括：一個與該第一電阻器並聯的一第二電容器，該第二電容器具有一個耦合到該第一節點上的第一板以及一個耦合到參考電壓上的第二板，該第二電容器修正該第一節點處的該第一電壓訊號的頻率回應。
  7. 如請求項3所述的電壓控制振盪器，其中，該輸入調節電路包括：一個第二電阻器和一個第三電容器，串聯在該第一節點和地電壓之間；一個第一誤差放大器，具有一個耦合到該第一節點上的第一輸入端、一個耦合到該第二電阻器和該第三電容器之間的公共節點上的第二輸入端， 以及一個作為第三節點並提供輸出訊號的輸出端；一個第三電阻器，耦合在該第三節點和參考電壓之間；以及一個與該第三電阻器並聯的第四電容器，該第四電容器具有一個耦合到該第三節點上的第一板以及耦合到參考電壓上的第二板，該第四電容器修正該第三節點處的該第一誤差放大器的輸出訊號的頻率回應，其中該第一電壓訊號位於該第三節點上。
  8. 如請求項1所述的電壓控制振盪器，其中，該第一邏輯電路包括：一個單次電路，具有第一輸入端耦合到該比較器的輸出端上，以接收該比較器的輸出訊號，該單次電路根據具有第二態的該比較器的輸出訊號，產生一個具有一第一持續時間的一單次訊號脈衝，該單次訊號脈衝用作該輸出時鐘訊號，用於將該電壓斜坡訊號重定至該第一電壓值。
  9. 如請求項1所述的電壓控制振盪器，其中，該比較器包括一個第一比較器，該電壓斜坡訊號包括一個第一電壓斜坡訊號，該電壓控制振盪器還包括：一個第二比較器，具有一個第一輸入端，接收該第一電壓訊號，一個第二輸入端，接收一個具有從用作地電壓的該第一電壓值開始升高到該第二電壓值的一第二電壓斜坡訊號，以及一個輸出端，該第一電壓斜坡訊號和該第二電壓斜坡訊號不在同一相位上，該第二電壓斜坡訊號小於該第一電壓訊號時，該第二比較器在輸出端產生一個具有該第一態的輸出訊號，該第二電壓斜坡訊號等於或大於該第一電壓值時，輸出端的輸出訊號具有該第二態；以及該第一邏輯電路，包括一個閂鎖電路，具有一個重定輸入端，接收該第一比較器的輸出訊號，一個設置輸入端，接收該第二比較器的輸出訊號， 以及一個輸出端，產生一個輸出訊號，用作該輸出時鐘訊號，輸出訊號用於將該第二電壓斜坡訊號重定至該第一電壓值，輸出訊號的反相用於將該第一電壓斜坡訊號重定至該第一電壓值。
  10. 一種電流型遲滯調製器，其中，根據輸入一個回饋訊號，產生一個PWM訊號，該PWM訊號具有一個導通時間，限定該PWM訊號的工作週期，該電流型遲滯調製器包括：一個第一誤差放大器，接收一個代表輸出電壓的回饋電壓和一個目標電壓，該第一誤差放大器的輸出端在一第一節點上產生一個表示回饋電壓的訊號和該目標電壓之間差值的訊號；一個調製比較器，具有第一輸入端，接收表示差值的訊號，第二輸入端接收表示期望電流水平的電流回路訊號，該調製比較器具有一個輸出端，產生重定訊號，重定該PWM訊號的導通時間；以及一個電壓控制振盪器，具有一個輸入端，接收表示差值的訊號，以及一個輸出端，產生一個輸出時鐘訊號，該輸出時鐘訊號用作一個設置訊號，設置該PWM訊號的導通時間，其中設置訊號開始該PWM訊號的導通時間，重定訊號終止該PWM訊號的導通時間；並且其中該電壓控制振盪器根據表示差值的訊號，產生一個調節電壓訊號，以及一個接地參考電壓斜坡訊號，該電壓控制振盪器通過比較該接地參考電壓斜坡訊號和該調節電壓訊號，產生該輸出時鐘訊號。
  11. 如請求項10所述的電流型遲滯調製器，其中，該電壓控制振盪器包括：一個耦合到該第一節點上的輸入調節電路，接收表示回饋電壓的訊號和該目標電壓之間差值的訊號，輸入調節電路在表示差值的訊號上應用調 製，以產生調製電壓訊號；一個比較器，具有第一輸入端接收調製電壓訊號、第二輸入端接收具有從作為地電壓的一第一電壓值升高到一第二電壓值的該接地參考電壓斜坡訊號、以及一個輸出端，該比較器在輸出端上產生輸出訊號，輸出訊號具有回應該接地參考電壓斜坡訊號小於調製電壓訊號的一第一態，和回應該接地參考電壓斜坡訊號等於或大於所述調製電壓訊號的一第二態；以及一個單次電路，其具有耦合到該比較器的輸出端以接收該比較器的輸出訊號的輸入端，該單次電路回應具有該第二態的該比較器的輸出訊號，產生具有第一持續時間的單次訊號脈衝，提供作為該輸出時鐘訊號，並用於將該接地參考電壓斜坡訊號重定至該第一電壓值。
  12. 如請求項11所述的電流型遲滯調製器，其中，該電壓控制振盪器還包括：一個第一電流源和一個第一電容器，串聯在一第一電源電壓和地電壓之間，該第一電流源和該第一電容器之間的公共節點作為一第二節點，提供該接地參考電壓斜坡訊號，該第一電流源提供第一電流，為該第一電容器充電，以產生具有從地電壓開始升高到該第二電壓值的該接地參考電壓斜坡訊號；以及一個開關，耦合在該第二節點和地電壓之間，由單次訊號脈衝控制，斷開開關，使第一電流為該第一電容器充電，在具有升高電壓值的該第二節點處產生該接地參考電壓斜坡訊號，閉合開關，響應單次訊號脈衝，將該第二節點放電至地電壓。
  13. 如請求項11所述的電流型遲滯調製器，其中，表示回饋電壓的訊號和該目標電壓之間差值的訊號，是由一個電流訊號組成，輸入調節電路將電流訊號轉換成電壓訊號，並通過調製電壓訊號的至少一個頻率回應 來調節電壓訊號。
  14. 如請求項11所述的電流型遲滯調製器，其中，該電壓控制振盪器還包括：一個第一電阻器和一個第二電容器，並聯耦合在該第一節點和參考電壓之間，由於電流訊號流過該第一電阻器和該第二電容器來修改頻率響應，在該第一節點處產生調製電壓訊號。
  15. 如請求項11所述的電流型遲滯調製器，其中，該電壓控制振盪器還包括：一個第二電阻器和一個第三電容器，串聯在該第一節點和地電壓之間；一個第一誤差放大器，具有耦合到該第一節點的第一輸入端，耦合到該第二電阻器和該第三電容器之間的公共節點上的第二輸入端，以及一個用作一第三節點的輸出端，並提供輸出訊號；一個第三電阻器，耦合在該第三節點和參考電壓之間；以及一個第四電容器，與該第三電阻器並聯，該第四電容器具有一個耦合到該第三節點上的第一板以及耦合到參考電壓上的第二板，該第四電容器修正該第三節點上的該第一誤差放大器的輸出訊號的頻率回應，其中調製電壓訊號位於該第三節點上。
  16. 如請求項10所述的電流型遲滯調製器，其中，該電壓控制振盪器還包括：一個耦合到該第一節點上的輸入調節電路，接收表示回饋電壓的訊號和該目標電壓之間差值的訊號，輸入調節電路調節表示差值的訊號，以產生調製電壓訊號； 一個第一比較器，具有第一輸入端接收調製電壓訊號、第二輸入端接收具有從作為接地電壓的該第一電壓值增加到該第二電壓值的一第一接地參考電壓斜坡訊號，以及一個輸出端，該第一比較器在所述輸出端上產生輸出訊號，所述輸出訊號具有回應該第一參考接地電壓斜坡訊號小於調製電壓訊號的一第一態，並且具有回應該第一參考接地電壓斜坡訊號等於或大於該調製電壓訊號的一第二態；一個第二比較器，具有一個第一輸入端，接收調製電壓訊號，一個第二輸入端，接收具有從作為地電壓的該第一電壓值開始升高到該第二電壓值的一第二接地參考電壓斜坡訊號，以及一個輸出端，該第二比較器在輸出端上產生一個輸出訊號，輸出訊號具有該第一態，回應該第二接地參考電壓斜坡訊號小於調製電壓訊號，並且具有該第二態，回應該第二接地參考電壓斜坡訊號等於或大於調製電壓訊號；以及一個閂鎖電路，具有一個重定輸入端，接收該第一比較器的輸出訊號，一個設置輸入端，接收該第二比較器的輸出訊號，以及一個輸出端，產生輸出訊號，用作該輸出時鐘訊號，利用輸出訊號將該第二接地參考電壓斜坡訊號重定至該第一電壓值，利用輸出訊號的反相將該第一接地參考電壓斜坡訊號重定至該第一電壓值。
  17. 一種根據回饋電壓訊號產生時鐘訊號的方法，其中，包括：接收表示回饋電壓訊號和目標電壓之間差值的訊號；根據表示差值的訊號，產生調製電壓訊號；產生具有從作為地電壓的一第一電壓值升高到一第二電壓值的電壓值的一電壓斜坡訊號；將該電壓斜坡訊號與調製電壓訊號進行比較；回應該電壓斜坡訊號等於或大於調製電壓訊號，產生具有第一持續時 間的單次訊號脈衝；回應單次訊號脈衝重定該電壓斜坡訊號；以及提供一次訊號脈衝作為時鐘訊號。
  18. 如請求項17所述的根據回饋電壓訊號產生時鐘訊號的方法，其中，根據表示差值的訊號產生調製電壓訊號，包括：修正表示差值的訊號頻率回應，以產生調製電壓訊號。
  19. 如請求項17所述的根據回饋電壓訊號產生時鐘訊號的方法，其中，產生該電壓斜坡訊號包括：在第二節點和接地節點之間，耦合一個電容器；利用第一電流，為電容器充電，該電壓斜坡訊號形成在第二節點處，並參考地電壓。
  20. 如請求項19所述的根據回饋電壓訊號產生時鐘訊號的方法，其中，根據單次訊號脈衝重定電壓斜坡訊號，包括：根據單次訊號脈衝，將電容器放電至地電壓。
  21. 如請求項17所述的根據回饋電壓訊號產生時鐘訊號的方法，其中，由於調製電壓訊號，時鐘訊號具有一個可變頻率，可變頻率獨立於表示差值的訊號。
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